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静心探索重要的基础科学问题不求“短平快”70后物理学家翁红明******

　　翁红明在讲解电子运输理论。

　　田春璐摄

　　人物简介：

　　翁红明，1977年出生，现为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算实验室研究员、博士生导师。主要致力于凝聚态物理计算方法和程序的开发以及新奇量子现象的计算研究，成果入选2015年度中国科学十大进展、英国物理学会《物理世界》2015年度十大突破、美国物理学会《物理评论》系列期刊创刊125周年纪念文集等。

　　在中科院物理研究所（以下简称“物理所”）的年轻人里，研究员翁红明是小有名气的一位。就在刚刚过去的2022年，他因在数学物理学领域的杰出贡献，获得第四届“科学探索奖”。

　　在国际计算凝聚态物理研究领域，翁红明成果颇丰。其中最为人称道的，是他和同事们合作首次在固体中观测到外尔费米子和三重简并费米子的准粒子。这是国际上物理学研究的重要科学突破，对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的诞生具有非常重要的意义。

　　自由思考、厚积薄发，真正对人类文明有所贡献

　　1928年，英国物理学家保罗·狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年，德国科学家赫尔曼·外尔指出，当质量为零时，狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子，即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷，却不具有质量，因而具有确定的手性（指一个物体不能与其镜像相重合，如我们的双手，左手与右手互成镜像，但不能重合）。

　　但是80多年过去了，科学家们一直没有能够在实验中观测到外尔费米子。直到2015年1月初，中科院物理所方忠研究员带领的研究组与普林斯顿大学研究小组合作，从理论上预言了在以砷化钽为代表的一批材料中存在着外尔费米子。此后，这个理论预言经过实验得到了进一步验证。

　　在研究过程中，翁红明发挥了至关重要的作用。他从发表于1965年的一篇实验文献中受到启发，并通过第一性原理计算，初步认定砷化钽晶体等同结构家族材料可能是无需进行调控的、本征的外尔半金属。这类材料能够合成，没有磁性，没有中心对称，是实验制备、检测都非常便捷的绝佳材料。

　　翁红明说：“这一发现的难度在于，从众多材料中找到合适的对象犹如大海捞针，必须对外尔费米子和材料物理特性都有相当认识才行。”

　　在外尔费米子被发现的一年后，翁红明和同事们又进一步“预言”：在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并的电子态。

　　2017年6月，这个新预言被实验证实，三重简并费米子被首次观测到。这是物理所科研团队继拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔费米子之后，在拓扑物态研究领域取得的又一次重要突破，引起国际物理学界广泛关注。

　　成绩源于多年的深耕积累。翁红明很享受在物理所工作的经历：“这无关荣誉，我找到了更感兴趣、更加深入的研究领域和方向。”

　　自由思考、厚积薄发，一直是翁红明喜欢的学术氛围。他所追求的不是多发表文章，而是能攀登科学高峰，真正对人类文明有所贡献。

　　科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的

　　作为理论物理学家，翁红明专攻量子材料的计算和设计。

　　物理学通常分成两大类，即理论物理和实验物理。理论物理通过理论推导和公式推算得出的结论被称为“预言”，“预言”必须通过实验验证才能成为国际公认的科学事实。

　　在翁红明看来，他接连获得的几次重大发现，都离不开与同事们的通力合作。这，也是他做科研一直特别重视的一点。

　　“理论预言、样品制备和实验观测，这三个环节缺一个都不行。”翁红明说，“在当今科学领域细分程度非常高的情况下，科研仅靠一个人或一个小组的力量是不够的。当有重要任务目标时，我们几个小组紧密合作，在理论、样品、实验等环节实现了环环相扣、无缝对接。”

　　在许多人的想象中，理论物理学家的工作，就是每天独自埋头在稿纸堆里计算推演，然后坐着冥思苦想、灵光乍现。

　　但翁红明认为，计算推演的确要做，思考分析也不可少，但和同行们的交流也非常重要。他每天上班的第一件事就是查看和了解国际上最新的科研进展，然后分析、思考、计算，再把自己的想法跟同事们交流。“很多时候，我的一些想法，或者说突然的一些灵感，其实都是在思考、交流和工作过程当中产生的。”

　　“发现三重简并费米子”这一成果，就源于翁红明和石友国、钱天两位同事一次喝咖啡时的思想碰撞。

　　物理所的咖啡厅在学术界享有盛誉，不但因为咖啡好喝，也因为常有科研人员汇聚在此畅聊科学、各抒己见，聊着聊着，灵感经常“火花四射”。

　　和大家一样，翁红明、石友国和钱天工作之余也喜欢在咖啡厅一聚。翁红明有什么新想法会第一时间告诉他俩；石友国和钱天在实验过程中有什么新发现或疑惑，也会第一时间反馈给翁红明。

　　“闲聊中就能交换信息，我们的交流是完全敞开的，毫无保留地让大家知道彼此做了什么。”翁红明说。

　　翁红明告诉记者，在科研道路上，自己非常珍视的成功秘诀有两个，一个是注意总结和积累，另一个就是跟别人多交流。

　　“目前我努力发展基于大数据和人工智能的凝聚态物质科学研究，其实也是基于这两点考虑，因为所有人的知识积累都体现在这些数据当中。”翁红明说。

　　做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题

　　1977年，翁红明出生在江苏泰兴一户普通人家。他的父母都是农民，家里还有一个姐姐。

　　初中开始，翁红明第一次接触到物理，从此便沉迷其中。“物理让我对周围的世界有了更深入的了解和认识。”翁红明说。

　　兴趣是最好的老师。对物理的热爱，指引着翁红明叩开了物理科学的大门。

　　1996年，翁红明参加高考。在填报志愿时，他毫不犹豫地将所有的志愿都填上了物理。最终，他如愿被南京大学物理系录取。

　　南京大学的物理系在凝聚态物理领域积淀很深。翁红明在这一领域进行相关知识的学习与研究，一学就是9年，直到博士毕业。毕业后，他去了日本的东北大学金属材料研究所做博士后研究，主要研究各种材料的导电性质。

　　到日本一年半后，翁红明萌生了转换研究方向的想法。

　　“我想要转到计算方法和程序的发展上，这是凝聚态物理领域中一个最基础也是最具有核心竞争力的方向。”翁红明说，“如果想要在这个领域有长远发展，就要在这个方向上有一定的积累。”在他看来，静下心来探索重要的基础科学问题，要比做一些“短平快”研究更有意义。

　　想归想，但真正下定决心，翁红明也经过了一番纠结。

　　他坦言：“当转到一个更基础的方向，也意味着你在未来的几年甚至是更长的时间里都需要耐得住坐冷板凳。所以必须做好思想准备，去做一些积累性的工作。”

　　2008年，翁红明的人生又有了一次重大转折。

　　那一年，物理研究所研究员、博士生导师方忠到日本访问交流，翁红明跟他进行了深入的交谈和讨论。

　　翁红明告诉记者：“他跟我介绍了当时做的一项很有意思的工作。虽然我那时并没有很深刻的理解，却受到很大的启发——做研究应该抓住一些更新奇、更本质的问题。”

　　在方忠的影响下，2010年，翁红明决定回到国内，入职物理研究所，成为方忠团队的一名成员。

　　翁红明说：“每个人在一生当中可能会跟很多人交往交谈，但在人生重要转折时刻能够给你启发的却不多。能有这样的机遇去跟方忠老师交流并受到启发，我觉得这是非常宝贵和幸运的。”

　　在新的一年里，翁红明说自己有很多研究工作要做，尤其是如何在拓扑电子学器件研究方面取得突破，促使拓扑电子态理论变成可落地应用的技术。而这，需要跟器件和应用等方向的研究人员进行交流和讨论。

　　翁红明相信，拓扑时代的黎明时分正在临近。（记者 吴月辉）

明园慈善基金十五载：耕耘乡村教育，躬行社会公益******

　　2022年6月，在新疆吐鲁番郭勒布依乡明园学校的新教学楼里，学生迎来了一位和蔼可亲的“马伯伯”，他是中国平安的董事长马明哲。当马伯伯手举着一架银灰色的小巧无人机时走进教室时，教室里沸腾起来，孩子们发出好奇的询问，马伯伯与他们分享了无人机知识，并鼓励他们“要好好学习，用科技改变家乡面貌，为社会作出贡献”。下课后，马伯伯和孩子们来到操场上，一起放飞无人机。

　　随着无人机一起放飞的，还有孩子们的梦想和希望。郭勒布依乡明园学校是明园慈善基金援建的第11所乡村小学，明园慈善基金出资为学校落成了崭新宽敞的教学楼，学生们还第一次拥有了竖笛音乐课和科技素养课。

　　2007年9月26日，中国宋庆龄基金会明园慈善基金(下称“宋基会”、“明园慈善基金”)由马明哲及其家人出资成立。“关心和支持中国贫困地区少年儿童的成长，资助教育和文化事业，为回报国家、感恩社会尽绵薄之力。”马明哲先生在当时的致信中这样解释成立基金的初心。15年以来，依托中国宋庆龄基金会的坚强领导，明园慈善基金累计捐赠5000万元，为4000多名乡村儿童带去音乐、体育、美术等素养教育课程。

　　教育是国之大计、党之大计。今年，党的二十大再次强调了要实施科教兴国战略，深入实施人才强国战略，加快建设教育强国、科技强国、人才强国。明园慈善基金积极响应党和国家号召，以特色教育公益为核心，致力于扶贫帮困和赈灾、关爱妇女儿童以及青少年成长，为乡村振兴发展助力。

　　15所明园学校，15盏春天的灯笼

　　每一次从经济发达的深圳，到偏远山村学校进行援建，仿佛提着春天的灯笼，去照亮大地的边远角落。

　　“真没想到还有条件那么艰苦的学校！”2013年，当明园慈善基金的考察团队来到广西大化瑶族自治县的八好小学时，被眼前的景象惊呆了：校园一角，靠墙摆着大大小小白色的塑料桶，那是学生们自带的储水桶。学校没有自来水，学生们用各自的储备水，淘米煮饭。父母大多外出打工，学生们大多住校，他们得自己做饭。

　　明园慈善基金迅速决定，援建八好小学。

　　八好小学是明园慈善基金援建的第6所乡村学校。2008年4月，广东省廉江市丰背明园学校举行教学楼奠基，由此开启明园慈善基金一年援建一间学校的助学之路。除教学楼的援建以外，明园慈善基金同时还进行了改造校门、翻建校园围墙、修缮操场等项目，提升受援学校的硬件设施。截至今年，共计援建11个地区15所学校。

　　广东丰背明园学校的学生搬出了危险的砖瓦房，搬进了宽敞明亮的新教学楼；湖南西莲明园学校落成了，孩子们的教室里有了先进的多媒体设备，能上远程课了；新疆喀尔交镇明园牧业寄宿学校的学生，在父母秋冬转场放牧时不需要寄住亲戚家，可以住进新宿舍楼了……而在2017年9月，新学期开学之前，八好明园学校整体落成：崭新的教室、明净的宿舍楼、硬化的地面，让身边的世界宽大明亮起来。自来水也通了，孩子们拧开水龙头，就能用两公里外引来的山泉水，淘米洗碗了……

　　地远不失志，家贫子读书。这15所明园学校的援建，每一所学校，都承载着当地民众、明园慈善基金双方深切的教育希望。时间会让更多的鲜花盛开，会有更多的小树参天。

　　山野田间，竖笛吹响欢乐童年

　　西藏那曲嘉黎镇明园学校，是明园慈善基金帮扶对象中条件最艰苦的：地处海拔4500米，高寒缺氧，气候干燥，寒冷的冬季长达半年，学生们经常吃不饱穿不暖。

　　“我们能吃上热饭热菜啦！”2020年8月11日，明园慈善基金援建的嘉黎镇明园学校新校区食堂落成，学生们抑制不住地雀跃欢呼。吃过午饭，他们急切地赶去参加新食堂落成仪式，还在仪式上竖笛表演《欢乐颂》。笛声悠扬飘荡在高原雪域，表达着孩子们真诚的欢喜和浓烈的感动。

　　给这些孩子带来竖笛音乐教育的，也正是明园慈善基金。

　　作为明园特色教育公益的核心，竖笛特色教育源于马明哲的小女儿马蔓莉的一次支教。那是2013年夏天，正在读高中的马蔓莉趁着暑假到广东文相明园学校支教。她带了自己的长笛，课间吹给孩子们听，没想到孩子们热情又好奇地围着她问个不停。“我从小就学钢琴，后来又学了竖笛和长笛，这都是城市孩子最基础的音乐教育，”马蔓莉感叹道，“然而这对这些乡村孩子来说，却是遥不可及的，但我看到这些孩子同样爱音乐、同样充满天赋。”

　　马蔓莉想为明园学校带去音乐教育，但学乐器的成本是高昂的，况且乡村学校连音乐老师都没有，学习难度也太高了。马蔓莉将想法告诉了母亲——时任明园慈善基金理事长陈园女士。陈园在声乐上造诣颇高，常在明园学校的各种仪式上表演歌唱，听了女儿的想法后很赞同，母女俩反复讨论怎么解决摆在眼前的难题。

　　“我们就想到了，可以给孩子们教竖笛，一支竖笛几十块钱，不贵，竖笛只有六个孔，教起来简单，学起来容易，尤其适合短期支教教学。”马蔓莉说道。她的想法立马得到了家人的支持，就这样，竖笛课第一次随着支教老师走进了明园学校，没想到效果不错，孩子们特别喜欢学，课上学不够，还经常把竖笛带回家自己练习。

　　经过8年的探索和发展，如今，竖笛课堂已经在15所明园学校生根发芽，针对乡村艺术教育“缺内容、缺老师、缺硬件、缺舞台”的短板，明园慈善基金提供了一个“互联网+竖笛教育”的整体解决方案，涵盖“线上课程、线下培训、夏令营实践活动、成果汇报”四个部分，形成完整的教育闭环。

　　用爱支教，温暖乡村少年

　　明园慈善基金的竖笛教育公益，缘起于马蔓莉的支教之行，历经多年发展，也始终离不了公益支教手牵手、心连心的志愿精神。

　　“振兴乡村、志愿支教，让我们携起手来，帮助孩子们托起更灿烂的明天。”马明哲向来重视支教，并且以身作则。2017年，他曾经前往安徽六安顺河平安希望小学支教，2022年，他又前往新疆吐鲁番郭勒布依乡明园学校，观摩远程上课，亲自给孩子们上科技素养课。

　　马明哲的支教精神鼓舞着他的家人。其夫人陈园女士曾到广西八好学校给孩子们上音乐课，教孩子们唱《花非花》；大女儿马莉莉追随父亲的脚步到顺河平安希望小学支教；小女儿马蔓莉后来又陆续到吉林靠山、甘肃邵寨、广西八好、云南荣棒等多所明园学校，给孩子们上竖笛课。“这些孩子没有音乐基础，我们支教老师临时上阵，怎么才能出效果呢？”马蔓莉回忆道，“我们的第一个办法，就是自制教学录像，让学校的老师看录像学基本指法，教给学生，我们再去教，效率就高一点。”

　　这份珍贵的录像教程，来自另一位支教老师，他叫崔超，曾是平安银行北京分行的一名员工。崔超从小学民族管乐，2016年开始参与明园学校支教行动，当时陈园理事长找到他，希望他能帮忙录制专门的竖笛教程，他一口答应下来。几经推敲，崔超选择了最简单的《小星星》作为模板，把不长的曲子分成三段，让孩子们能边学边复习，“有了录像，加上老师指导，学生两节课就能基本学会《小星星》，快速产生成就感，领略到音乐的魅力。”

　　而令崔超记忆尤深的，还是那曲嘉黎镇明园学校的孩子们。学基础指法，崔超一个个手把手教他们，孩子们黝黑的小手冰凉冰凉，尽力按住发音孔。初学不免笨拙，气息不稳，音量不够，按错发音孔时，孩子们抬起狡黠的眼睛，害羞地看一眼崔超。稍微熟悉指法，吹出连续的正调时，高原红的脸蛋会现出甜蜜的笑，眼里闪出光来。也是这些孩子，在两年的学习之后，最终能够落落大方地站上舞台，吹奏出一首高原上的《欢乐颂》。

　　除了马明哲及其家人、平安公司的员工之外，明园慈善基金的理事也积极参与其中，理事王利平女士就曾多次到广西九同明园学校支教，他们带动了更广泛的支教志愿者。截至2022年6月，明园慈善基金共计派遣支教志愿者1056位，围绕竖笛教育，同时为孩子们带去体育、美术、科技、舞蹈、形体、声乐等丰富多彩的素养课程，用温暖爱心陪伴乡村孩子成长。

　　近年来，随着新冠疫情的暴发，线下支教变得困难，明园慈善基金联合南京师范大学的韩中健教授团队，开发互联网竖笛教育，克服偏远乡村设备缺乏、网络差等种种难题，安排专业老师对各学校进行每周至少一节课的远程教学，确保学生能够持续上课。

　　从线下支教到线上支教，物理的距离变了，陪伴却更加亲密，孩子们和明园支教老师的感情日渐深厚。一根小小的竖笛，早已将跨越天南地北，将明园学生和支教老师的心紧紧连在一起。

　　艺术的闭环，种下温暖的种子

　　2017年7月，明园慈善基金第一届竖笛夏令营在深圳举办，明园慈善基金的理事们注意到一个小女孩，她叫蓝水兰，是广西八好明园学校三年级的学生，她总是怯生生的，不敢跟人说话和对视，但排练竖笛时却特别认真，而且十分好强，有一股越困难越不服输的韧劲。

　　恰好两个月后，八好明园学校落成，明园慈善基金来到学校举办落成仪式，理事们惊喜地发现，短短时间内，蓝水兰变了，她不仅会笑着打招呼了，还主动带队上台表演节目，当马蔓莉在仪式上吹起长笛，蓝水兰随着音乐摇摆着身体，整个人更加阳光自信，落落大方，让理事们惊奇之余，更大为赞赏。

　　让学习竖笛的孩子们登上专业舞台，与著名艺术家同台演出，不仅能让孩子们得到专业指点，还能开阔眼界、提升自信，是明园特色教育公益闭环的最后一环。除了每年一届的竖笛夏令营，明园慈善基金还千方百计地为孩子们寻找多形式、多类型的表演机会。

　　2019年，湖南和广西共三所明园学校学生参加了第一届“深圳声乐季”活动，与深圳交响乐团同台演出，同年，有37个明园学生参与了“中国网球公开赛公益慈善庆典”的演出；2020年，相隔天南地北的八个明园学生隔空合奏竖笛为武汉加油；2021年，五所明园学校的学生在线上奉献了一场动人的竖笛音乐汇演，与著名表演艺术家连线合奏；今年暑期，明园学生再次参加了“深圳声乐季”，中秋节之际，明园学生还参加了中国宋庆龄基金会和中国福利会主办的“我和祖国一起成长”六一主题演出，登上了国家大剧院的舞台。

　　音乐给孩子们带来的改变显而易见。在甘肃的邵寨明园学校，内向的史小浩通过竖笛学习，结交了不少新朋友；广西九同明园学校，六岁的云佳欢从小父母离异，因为竖笛夏令营再次和妈妈说上话，扫去心里的阴霾；湖南西莲明园学校的吴仁坊，在线上竖笛音乐汇演中得到音乐家王宏伟、徐霞的鼓励，提升了自信；而广西八好明园学校的蓝水兰，今年参加第四届“深圳声乐季”音乐会，第一次完成了独奏，决心报考音乐附中……

　　“音乐是一种特殊的美学与情感的教育，它能让孩子们感受到爱与希望，在孩子心中种下一颗温暖的种子。随着孩子们长大，这颗种子将会开花结果，孩子们会把温暖和爱传递给更多的人。”明园慈善基金副理事长陈园表示。

　　扶困助弱，坚守回报社会初心

　　明园慈善基金的公益项目，除了援建学校、招募志愿者开展公益支教行动之外，还设立了明园奖学金、教学金，开展校长培训，15年共发放明园奖学金128.8万元，699名学生受到奖励；共发放明园“奖教金”87.8万元，438名老师受到奖励。此外，还积极探索多元化的特色教育公益，推进科学素养提升计划，通过捐赠科技读本、科学实验包、培训校长和老师等行动，为乡村孩子播下了科技启蒙的种子。

　　作为中国宋庆龄基金会下设的专项基金，明园慈善基金积极支持并参与中国宋庆龄基金会的各项工作。宋基金会理事会、宁夏彭阳县扶贫考察系列活动、青海省公益项目调研、西山乡中心学校援建项目考察、粤港澳大湾区理事座谈会……明园慈善基金履职的身影随处可见。

　　明园慈善基金遵照宋基会宗旨，践行扶贫帮困和赈灾公益，2008年汶川地震，明园慈善基金向灾区捐赠500万元；2020年春，新冠疫情暴发后，明园慈善基金联合中国平安集团迅速向中国医学科学院捐款1800万元，定向用于瑞德西韦三期以及其它抗击新冠肺炎的临床试验。陈园理事长还通过明园慈善基金、广东省女企业家协会等公益渠道，个人捐赠近200万元，用于各地疫情防控、赈灾救灾、教育发展及妇女儿童生活改善等。

　　回顾明园慈善基金15年的历程，离不开社会各界的支持：明园学校学生在2019年参与中国宋庆龄基金会音乐梦想基金启动仪式表演时，得到了宋基会主席王家瑞、副主席井顿泉、时任副秘书长唐九红等领导的关爱和赞赏；宋基会党组书记、常务副主席杭元祥率队赴青海省进行公益项目调研时，探访了当地明园学校；著名艺术家雷佳、王宏伟、徐霞等在“深圳声乐季”、明园线上音乐汇演等活动中多次对明园学生进行专业指导……这些关爱和支持是明园慈善基金发展的不竭动力，更让明园慈善基金坚定了回馈社会、报效国家的公益初心。

　　“艺术的真正意义在于使人幸福，公益的意义在于使人得到鼓舞和力量，多年来，明园慈善基金始终紧跟国家步伐，迎合时代发展需要，践行公益，回报社会，”明园慈善基金理事长马莉莉表示，“未来，明园慈善基金将持续在力所能及的领域发光发热，不断耕耘，铭记中华民族伟大复兴的历史目标，在党和国家的坚强领导下奋力前行。”来源中国网

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）